NO162092B

NO162092B - Avledningsanordning for sanitaerventil.

Info

Publication number: NO162092B
Application number: NO863053A
Authority: NO
Inventors: Richard Grant Parkison; George Edward Phillips
Original assignee: American Standard Inc
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1989-07-24
Also published as: FI861699A; NO863053L; FI82130B; EP0203090B1; AU4965285A; MX164930B; FI861699A0; JPS62501435A; US4609006A; AU578320B2; OA08371A; NO863053D0; DE3583035D1; BR8507059A; CA1260357A; KR880700192A; NO162092C; EP0203090A1; EP0203090A4; WO1986003272A1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en avledningsanordning av den art som fremgår av ingressen til det etterfølgende selvstendige krav.

Det er overraskende at en forholdsvis triviell sanitærventil, slik som en avledningsventil som tillater vann å strømme enten fra en tappekran eller fra en hånddusj i en husholdning eller et kommersielt vaskekumarrangement, må tilfredsstille et antall motstridende og nokså viktige behov. Illustrerende må avledningsventiler av denne beskaffenhet fullstendig stenge vannstrømning fra krantuten når strømning ønskes fra hånddusjen. For å nå dette forholdsvis vanlige mål,

har det vært nødvendig med forholdsvis store avledningsventiler som er kostbare og vanskelige å installere. Små ventiler derimot tillater allikevel vann å strømme fra tuten under håndoperering vanligvis fordi de små dimensjoner på tetningene i styreventilene som avleder vannstrømmen ikke tillater krefter av tilstrekkelig størrelse å utvikles for fullstendig å bringe ventilens tetning til anlegg. Som en følge tenderer disse ventiler til å sette seg fast i delvis åpen tilstand som svikter i å avstenge strømning fra tuten.

Avledningsventilen må også,bortsett fra sin funksjon som

en del av moderne sanitærutstyr, forhindre full-

stendig reversert strømning av urent eller forurenset vann inn i et kommunalt distribusjonssystem for friskt vann.

Dersom dusjventilen f.eks. av en eller annen grunn holdes

åpen og dusjdysen er nedsenket i forurenset vann, vil dette forurensede vann bli trukket inn i den kommunale vanntilførsel dersom denne tilførsel utsettes for vakuum eller et undertrykk. Dette er en ikke særlig fjern mulighet.

Kombinasjonen av en fastklemt dusjventil i åpen stilling,

med dusjdysen nedsenket i vaskevann, samtidig med brannbekjempende foranstaltninger,frembringer et negativt trykk eller vakuum i det kommunale vanndistribusjonssystem.

Dette er slett ikke umulig med hensyn til det store antall

dusj- og tappekrankombinasjoner som etter sigende finnes i enhver kommune i USA og som deler en felles vanntilførsel.

Den fare for folkets helse som forurensning av denne beskaffenhet vil forårsake er nesten selvinnlysende og ethvert mulig fremstøt må gjøres for å unngå en slik fare.

Opp gjennom årene har det vært et antall forslag for å

forene disse ulikheter,og et noe motstridende avledningsventil-behov i en anordning som ikke bare har en lang og vedlikeholds-fri levetid, men også anvender færre deler og er tilgjengelig til en konkurransedyktig pris. Disse forslag har imidlertid sviktet i å tilfredsstille alle disse behov i samme anordning. Illustrerende for disse forslag er de følgende US-patenter: US patent nr. 2.939.474 med tittel "Transportabel avledningsventil" viser en av de store, uhåndterlige anordninger som er festet til enden av en krantut, istedenfor å være skjult i fittingkonstruksjonen.

US patent nr. 3.232.307 med tittel "Overføringsventil" beskriver også en annen stor og uhåndterlig anordning.

US patent nr. 3.336.935 med tittel "Avledningsanordning" beskriver også en annen uhåndterlig og massiv ventilkonstruk-s j on.

US patent nr. 3.376.884 med tittel "Anti-sifon avledningsenhet" svikter også i å tilfredsstille behovene for industrien og forbrukeren av de samme årsaker som 3.336.935-patentet nevnt ovenfor.

US patent nr. 3.433.264 med tittel "Støyreduksjonskonstruksjon for blandeventil" beskriver en tappekranfitting, men omtaler ikke en avledningsventilfunksjon.

US patent nr. 3.459.207 med tittel "Tappekrankonstruksjon"

beskriver også en annen stor og massiv avledningsventil.

US patent nr. 3.754.709 med tittel "Slangedyse med utslipps-kontroll" omtaler et apparat som vil svikte i å tilfredsstille behovene for en liten og kompakt avledningsventil.

US patent nr. 3.895.643 med tittel "Ventilenhet" omtaler

nok en avledningsventil med stor masse og vanskelig å

installere.

US patent nr. 3.906.983 med tittel "Avledningsventil" viser

en anordning som krever manuell operering i motsetning til en mer ønskelig utgave som baserer seg på anvendelse av hydrauliske kretser for å frembringe den nødvendige avledningsventiloperasj on.

En avledningsventil er også kjent fra US-patent 2949933 og

4008732 for kopling mellom et fluidinnløp og et par utløps-åpninger som vanligvis leder fluid gjennom et utløp inntil det andre utløp åpnes for automatisk å avlede fluidet til det andre utløp. Ventilen ifølge det sistnevnte patentskrift innbefatter også midler til å forhindre en tilbakestrømning av fluid til inn-løpsåpningen dersom undertrykk skulle oppstå. Dette oppnås imidlertid på en annen måte enn med den foreliggende, enklere konstruk-sjon.

En typisk utførelse av oppfinnelsen tilveiebringer en forholdsvis lite kostbar avledningsventilkonstruksjon som er kompakt, krever få deler, og er positiv i drift med hensyn til å

avslutte strømning/ enten fra tappekranen når hånddusjen benyttes eller fra hånddusjen til vanntilførselen dersom fordelingssystemet blir utsatt for et negativt trykk.

Dette oppnås i det vesentlige gjennom en varierbar elastisk skålformet tetning i avledningsventilen. Det omkretsmessige parti av den skålformede tetning øker sin motstand mot deformasjon i respons til den progressive økning i påført vanntrykk. Ved økning av "stivheten" til den skålformede tetning i forhold til den hydrauliske kraft som påføres tetningen, vil den ringformede klaring mellom omkretsen av tetningen og den tilstøtende vegg av dusjslangefittingen forbli i hovedsak konstant. På denne måte bevirker strømning ved høyere trykk et større trykkfall over den skålformede tetning, hvilke resulterer i en kraft som er tilstrekkelig til fast å innsette en spindeltetning i en ventil for å

stoppe all strømning fra tuten under operering av hånddusjen. Motsatt vil ved lave trykk avledningsventilen ikke "binde"

i en driftstilstand fordi den større elastisitet på den skålformede tetning ved disse lavere trykk fortsetter å tillate positiv ventilvirkning.

Videre er i samsvar med oppfinnelsen en normalt åpen bane tilveiebrakt mellom tuten og passasjen til vanntilførselen for å forhindre forurenset vanntilbakestrømning fra hånddusjdysen. Etter hvert som negativt trykk utvikler seg i vann-tilførselen, forblir den ringformede tetning borte fra,

sitt sete for å etablere en passasje mellom tuten og vann-tilførselen. Dermed strømmer luft inn i vanntilførselen,

mens vann i dusjhendelsiden av den skålformede tetning tvinger omkretsen av tetningen til å bøye seg i en radielt utad retning og presse mot veggen av dusjslangefittingen. Dette avtetter den skålformede tetning mot fittingen og forhindrer derved positivt tilbakestrømning fra dusjen til vanntilførselen.

En anordning bygd etter prinsippene ifølge foreliggende oppfinnelse, krever betydelig færre deler enn tidligere kjente anordninger og tilveiebringer positiv avslutning av strømningen fra tappekranen under hånddusjoperasjon eller tilbakestrømning under lave trykktilstander for vann-tilførselen ved en konkurransedyktig pris. Som et endelig og bemerkelsesverdig punkt tilfredsstiller en ventil som karakteriserer oppfinnelsen også 1982-kravene til American Society of Sanitary Engineers, kode 1025.

Således er det tilveiebragt en avledningsanordning av den innled-ningsvis nevnte art som er kjennetegnet ved karakteristikken til det etterfølgende selvstendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige krav. Figur 1 er et snitt sett fra siden og forfra av en typisk utførelse av oppfinnelsen, med vannutslipp fra krantuten; Figur 2 er et snitt sett fra siden og forfra av den utførelse av oppfinnelsen som er vist i figur 1 i hånddusj-stilling; Figur 3 er et snitt sett fra siden og forfra av den utførelsen av oppfinnelsen som er vist i figurene 1 og 2 under en tilstand av negativt trykk for vanntilførselen; Figur 4 er et snitt sett fra siden og forfra av en skålformet tetning i samsvar med et annet trekk av oppfinnelsen i hvilke den skålformede tetning er utsatt for forholdsvis høyt hydraulisk trykk; og Figur 5 er et snitt sett fra siden og forfra av den skålformede tetning som er vist i figur 4 i en tilstand av lavere tilført hydraulisk trykk.

For en mer fullstendig forståelse av oppfinnelsen vises

det til figur 1 som viser et i hovedsak sylindrisk vannrør 10, i hvilket en hul og sylindrisk sokkel 11 er sikret.

i

Sokkelen 11 har en indre ringformet flens 12 formet ved

enden som er nærmest tuten (ikke vist) av tappekrankonstruk-sjonen av hvilken rørledningen 10 kan være en del. Et avled-ningshus 13, formet i en hul sylindrisk form, er innpasset i sokkelen 11 for å muliggjøre for en ringformet skulder 14 på huset å ligge an mot den tilstøtende flate av flensen

12 for å støtte huset i sokkelen. Skulderen 14 kan sveises

til flensen 12 og permanent feste avledningshuset i vannrøret 10.

Avledningshuset 13 har et antall passasjer 15, 16 som er parallelle med en sylinderakse 17 til vannrøret 10, sokkelen 11 og avledningshuset 13 Plassert i avstand innad fra passasjene

15 og 16 og integrert med avledningshuset 13 er et hult avkortet konisk avstandsstykke 20 som har et antall radielt orienterte og aksielt fremspringende tapper, av hvilke kun 21, 22 er vist i tegningen. Tilstøtende par av disse tapper etablerer strømningspassasjer 23, 24. Den ytre flate av avstandsstykket 20, dvs. den som er like inntil avslut-ningen av passasjene 15 og 16 har en tverrgående ringformet utsparing 25 i hvilke den utsparingsside som er nærmest tuten (ikke vist) er avskrådd for å tilveiebringe en hellende flate 26 som danner en skråvinkel med aksen 17

på omkring 60°.

En elastisk ringformet tetning 27 er plassert i utsparingen

2 5 for å kunne bøye under trykk mot den skrånende flate 26, vist i figur 2, for å sperre passasjene 15 og 16 og for selektivt å blokkere fluidstrømning gjennom disse passasjer som beskrevet i det etterfølgende i nærmere detalj.

En sylindrisk dusjslangefitting 30, er også innsatt i sokkelen 11. Fittingen 30, festet i sokkelen 11 (se figur 1), har også en generelt hul sylindrisk form som er i oppretthet med sylinderaksen 17. Den ytre flate av fittingen 30 er brakt i avstand innad fra den indre overflate av sokkelen 11 for å danne en passasje 31. Videre i dette henseende er slangefittingen 30 forbundet ved regulære, i avstand anordnede omkretsmessige punkter til den indre flate av sokkelen 11 ved hjelp av radielt orienterte steg 32. Det er disse steg 32 som danner flere passasjer av hvilke kun passasjen 31 er vist i figur 1.

En avdelningsanordningsspindel 33 er opptatt i det hule senter av avstandsstykket 20. Spindelen 33 er også i langsgående oppretthet med aksen 17 og innehar en begrenset bevegelsesfrihet i aksiell retning som indikert ved pilene 34 og 35. Det sentrale parti av avdelingsanordningsspindelen 33 har to motsatt orienterte avkortede koniske seksjoner 36, 37, hvor seksjonen 36 er orientert med sin basis anordnet på tutsiden av røret 10 i retning av pilen 34. Den koniske seksjon 37, er imidlertid brakt i avstand i lengderetningen fra seksjonen 36 og er anordnet med basisen orientert i retningen av pilen 35.

Som vist har en fleksibel spindeltetning 40, formet fortrinnsvis av gummi eller annet egnet elastisk materiale, en ringformet konisk form som er anordnet i samme retning som seksjonen 36 på spindelen 33. Spissen av tetning 40 korresponderer med diameteren av den motstøtende koniske seksjon 36 for å muliggjøre for seksjonen å tjene som en stopper som begrenser den langsgående bevegelse av spindeltetningen

40 i retning av pilen 35.

Som vist i tegningen, korresponderer ikke den skrå flate

41 av avstandsstykket 20 som er motsatt den koniske flate av spindeltetningen 40 med vinkelen til tetningens ytre flate 40. Således er det funnet i samsvar med et fremtredende trekk ved oppfinnelsen at for best resultater er spindeltetningen 40 fortrinnsvis av 90 durometer gummimateriale og at den hellende koniske flate bør danne en vinkel på

25° med et tverrgående plan. Den avfasede flate 41, på hvilken tetningen 40 ligger an, bør danne en vinkel på omkring 5° i forhold til det samme tverrgående plan. Det er udiskutabelt overraskende at en bedre tetning og mer positiv strømningsavslutning oppnås gjennom tetnings- og skråvinkler som ikke korresponderer med hverandre. Imidlertid ved nærmere undersøkelse kan det sees at den første kontakt-linje når de to deler berører hverandre er den indre kant av den avfasede flate 41 hvor arealet er minst og tetnings-trykket større.

I samsvar med et annet trekk av oppfinnelsen, er en tetningsholder 42 dannet av Delrin eller liknende sikret til enden av avdelningsanordningsspindelen 33 som er motsatt til den ende som opptar spindeltetningen 40. Holderen 42 er

ogsa DraKt i avstand i lengderetningen tra tappene 21,

22 og er anordnet i forsenkninger 43 formet i enden av dusjslangefittingen 30. Oppmerksomheten skal særlig rettes mot en hellende, eller konisk flate 44 på tetningsholderen 42. Bemerk at toppunktet av den koniske flate 44 er orientert i den samme lengderetning som pilen 34 og er i aksiell oppretthet med spindelen 33. Illustrerende danner den koniske flate 44 en 45° vinkel med et plan på tvers av aksen 17.

Plassert mellom og klemsikret mellom basisseksjonen 37

og den avskårede topp av tetningsholderen 42 er en skålformet tetning 45 av gummi eller annetegnet elastisk materiale.

Som vist i figur 1 har den skålformede tetning 45 en ytre konisk flate 46 som danner en vinkel på 16° 30' med sylinderaksen 17. To indre koniske sammensatte flater 47 og 50

er også formet i den skålformede tetning 45. Den innerste koniske flate som er inntil basisen av seksjonen 37 danner en vinkel på 35° med aksen 17, og den perifere indre koniske flate 50 ved randen av den skålformede tetning 45 inntar en vinkel på 30° i forhold til et plan på tvers av aksen 17. Montert på avledningsanordningsspindelen 33, etablerer overflaten 47 og 50 av den skålformede tetning 45 i kombina-sjon med den motstående flate 44 av tetningsholderen 42

et ringformet tomrom 51.

Oppmerksomheten skal nå vies figur 5. Denne figur viser

mer klart forholdet mellom den koniske flate 44 av tetningsholderen 42 og den tilstøtende koniske indre flate 47 og 50 av den skålformede tetning 47 i en tilstand av forholdsvis lavt hydraulisk trykk som etableres når ventilen i hånddusjen (ikke vist) blir åpnet for å fremstille atmosfærisk trykk i forsenkningen 43. Det vises nå til figur 4. Et høyere hydraulisk trykk påført til den ytre koniske flate 46 av den skålformede tetning 45 bevirker denne tetning til å

bøye seg innad mot spindelen 33 og å treffe partier av tetningens indre flate 47 mot omkretsen av den koniske flate 44 av tetningsholderen 42. Forskjellen i helning mellom den indre flate 47 og den ytre flate 44 som danner

det ringformede tomrom 51 meddeler til den elastiske skål-

formede tetning 45 en variabel motstand, eller stivhet,

som øker med det påførte hydrauliske trykk for å begrense den ringformede klaring 52 mellom den tilstøtende vegg 53 av dusjslangefittingen 30 og tetningsperiferien. Vann kan så strømme gjennom klaringen 52 i retning av pilene 48.

Bemerk særlig i forbindelse med den skålformede tetning

45 (figur 1) at den omkretsmessige kant av den skålformede tetning ligger an mot den tilstøtende del av veggen 53

av forsenkningen 43 for å danne en i hovedsak fluidtett tet-

ning når spindelen 33 veksler i retning av pilen 34. Denne tilstand oppstår når dusjhodet er i lukket stilling og tappekranventilen er åpnet med vann under trykk som entrer passasjen 31. Dette trykk er utliknet tvers over den skål-

formede tetning 45, men skaper en trykkdifferanse over tetningen 40 siden tuten er åpen til atmosfæren. Vann strømmer derfor til tuten.

Fordi det er ønskelig å opprettholde forholdsvis en konstant strømning av vann fra hånddusjen (ikke vist) til tross for trykkfluktuasjoner av vanntilførselen, opprettholder den variable elastisitet av den skålformede tetning 45

effektivt den samme ringformede klaring 52 ved høyere vann-tilf ørseltrykk som det som ble dannet gjennom virkningen av et lavere trykk. Illustrerende, som vist i figur 4,

presser høyere fluidtrykk på den koniske seksjonsside 37

av spindelen 33 den indre koniske flate 44 progressivt mot den korresponderende flate av tetningsholderen 42 inntil det ringformede tomrom 51 (figurene 1 og 5) fullstendig forsvinner. Denne virkning presser den ytre flate 46 av den skålformede tetning 45 inn i en i hovedsak bueformet utforming (figur 4) i hvilken klaringen 52 mellom flaten 46 og den tilstøtende del av veggen 53 forblir i hovedsak konstant. Således opprettholder den progressive motstand av den skålformede tetning 45 til øket hydraulisk trykk en forholds-

vis konstant strømning fra dusjhodet til tross for markerte endringer i vanntilførselstrykket.

Det vises nå til figur 2, hvor klaringen 52 tilveiebrakt

ved den skålformede tetning 45 muliggjør vannet fra til-førselen å strømme i retningen av pil 62 som innbefatter den ringformede passasje 31, klaringen 52 formet mellom den skålformede tetnings ytre flate 46, veggen 53, forsenkningen 43 og en rørledning 57 til dusjdysen (ikke vist).

Det skal erindres at et viktig sikkerhetstrekk ved den foreliggende oppfinnelse er måten i hvilken den skålformede tetning 45 forhindrer en tilbakestrømning av forurenset vann inn i friskvannstilførselen dersom en åpen dusjdyse (ikke vist) utsettes for et vakuum eller et undertrykk på trykkvannstilførselen.

For en bedre forståelse av de karakteristiske trekk ved oppfinnelsen, vises det nå til figur 3 som viser den indre flate 47 av den skålformede tetning 45 utsatt for et forholdsvis høyere fluidtrykk i forsenkningen 43 enn det trykk til hvilke den ytre koniske flate 46 av skålen er utsatt for. Denne trykkdifferanse presser randen av den skålformede tetning 45 utad for å danne en fluidtett tetning med veggen 53 av forsenkningen 43. Dette fluidtette forhold blokkerer forurenset vann fra å strømme fra forsenkningen 43 inn i den ringformede passasje 31 og tilbake mot friskvanns-tilførselen. For å opprettholde denne trykkdifferanse tvers over den skålformede tetning 45, som forhindrer forurenset vann i å strømme tilbake, trekkes luft ved atmosfærisk trykk fra tuten (ikke vist) inn i passasjen 31 og passerer den ringformede tetning 27 vist i sin normale stilling.

Luft fra tuten følger så en bane gjennom avledningsventilen

i retning av pilene 66 som innbefatter passasjene 15, 16

og passasjen 31.

Således er det tilveiebrakt i samsvar med oppfinnelsen,

en kompakt positivt virkende avledningsventil som tillater strømning enten til tuten eller til dusjdysen. I en drifts-operering av dusjdysen, vil avledningsventilen som karakteriserer oppfinnelsen effektivt avslutte strømning fra tuten.

Et ytterligere sikkerhetstrekk gjort tilgjengelig gjennom oppfinnelsen forhindrer forurenset vann fra å entre friskvanns-tilførselen ved å gjøre det mulig for luft å strømme fortrinnsvis fra tuten til vanntilførselen, og å blokkere tilbake-strømning gjennom dusjapparatet.

Denne oppfinnelse er nyttig i kommersielle og boligmessige sanitæranlegg som krever tappekran og dusjbetjening for vannstrømmen som vil beskytte friskvannstilførselen fra potensiell forurensende tilbakestrømning.

Claims

1. Avledningsanordning for selektivt å rette vannstrømnlng til en hånddusjdyse og til en tappekrantut og å blokkere tilbake-strømning fra dysen til vanntilførselen under forhold med negativt tllførselstrykk, innbefattende en hul dusjslange-fittlng (30) i fluidkommunikasjon med hånddusjdysen, en elastisk skålformet tetning (45) Inne i dusjslangefittingen (30) for respons til relative trykkfluktuasJoner mellom fittingen og vanntilførselen for selektivt å avbryte fluidkommunikasjonen derimellom for å etablere strømning fra tappekranen, karakterisert ved at den skålformede tetning (45) har en variabel elastisitet som er effektivt mindre elastisk med økende vanntilførselstrykk i den hensikt å tilveiebringe en i hovedsak konstant klaring mellom den skålformede tetning (45) og det tilstøtende parti av dusjslangefittingen (30) for strømning fra hånddusjdysen, og en fleksibel tetning (27) for selektivt å etablere luftstrømning fra tappekranen til vanntilførselen i en tilstand av lavt tllførselstrykk i forhold til trykket inne i dusjslangefittingen, og i hvilken den elastiske skålformede tetning (45) også avbryter strømningen mellom fittingen og vanntilførselen.

2. Ventil ifølge krav 1,karakterisert ved at den innbefatter en spindeltetning (40) for selektivt å rette vannstrømnlng til tappekrantuten når nevnte skålformede tetning (45) kontakter nevnte tilstøtende dusjslange-fittingparti når dusjdysen ikke blir brukt.

3. Ventil ifølge krav 2,karakterisert ved at den videre innbefatter et hult avledningsanordningshus (13), hvor huset har en avfaset overflate (41) derpå for å motta spindeltetningen (40) for selektivt å avbryte vannstrømnlng til tappekrantuten.

4. Ventil ifølge krav 3,karakterisert ved at avledningsanordningshuset (13) har flere luftpassasjer (15,16) formet deri og et spor (25) formet i overflaten av dette for å motta den fleksible tetning (27) for å muliggjøre at tetningen (27) selektivt kan blokkere luftpassasjene.

5. Ventil Ifølge krav 4,karakterisert ved at den innbefatter en avledningsanordningsspindel (33) for å bære den skålformede tetning (45) og spindeltetningen (40) og for å muliggjøre at tetningene kan avdele vannstrømnlng gjennom ventilen i respons til relative trykk pådratt ventilen.

6. Ventil ifølge krav 5,karakterisert ved at den skålformede tetning (45) videre innbefatter en sammensatt indre konisk flate (47) og en tetningsholder (42) på avledningsanordningsspindelen (33) inne i den skålformede tetning, hvor tetningsholderen (42) er avstandsplassert fra den sammensatte koniske flate for å etablere et ringformet tomrom derimellom for å tilveiebringe nevnte variable elastiske skålformede tetning som gjør respons til økende vanntilførselstrykk.